“雨課堂”聯合VISSIM仿真的“交通工程與ITS”混合式教學模式研究

[摘 ?要]本文針對當前交通類高職院校“交通工程與ITS”課程的教學實際，探索“雨課堂”與VISSIM交通仿真軟件相結合的教學方法，在深入理解混合式學習的基礎上，構建基于“雨課堂”的混合式教學模式，并利用該模式進行教學實踐研究與分析，以期為提高教學效果提供參考。

[關鍵詞]雨課堂 ?VISSIM ?混合式教學

基金項目：2020年度陜西交通職業技術學院高等職業教育教學改革研究項目階段性研究成果（項目編號：XY2009）。

引 ?言

混合式教學是基于網絡的學習方式，改變了學生的思維模式與學習方式，對傳統教學模式提出了新的要求。混合式教學是基于互聯網技術與“建構主義”教育理論發展起來的，是結合了傳統教學優勢、網絡教學優勢的一種新型教學模式，該教學模式既能發揮教師的主導作用，又能充分體現學生的學習主體性。“雨課堂”教學平臺的出現是混合式教學的一次創新和突破，是清華大學開發的一種新型智慧教學工具，為教學過程提供智能化、數據化的支持與服務，可全面提升課堂教學體驗，將多種交互形式貫穿于教學過程的每個環節，以此提升學生的自主學習能力，也為學生的個性化學習提供了平臺。

VISSIM系統是德國PTV公司開發的交通仿真軟件，該軟件具有良好的圖形輸入接口、信號感應模型、車輛行為模型、路網配流模型和強大的3D在線功能。利用VISSIM仿真軟件開展實踐教學，學生能進一步鞏固理論知識，使其在對平面信號交叉口幾何條件和交通狀況直觀認識的基礎上，深入理解交通工程學的理論和方法。

本研究借助“雨課堂”平臺，運用VISSIM交通仿真軟件，將信息技術與教學深度融合，構建線上線下混合式教學模式，以期促進“交通工程與ITS”課程教學改革，提高學生學習的積極性和整體教學效果。

“交通工程與ITS”課程概述

“交通工程與ITS”是高職學生學習城軌運營、智能交通技術運用、城市軌道交通工程技術等智能交通領域的入門課程。在培養方案中，該課程通常被設置為專業拓展課，課程內容涉及多門學科的知識，概念多，相關理論較為抽象，教材中的實際案例分析較少，知識點不易理解。由于該課程知識面廣，且存在多門學科知識交叉的情況，在傳統教學模式下，在有限的課時內，學生難以掌握全部知識、提升綜合能力。教學中所凸顯的主要問題有四點：第一，教學手段落后。該課程的主要授課方式為PPT講解，教師以知識講授為主，由于知識內容抽象難懂，學生常處于被動聽課的狀態，現有教學手段無法發揮教師的教學潛能，也無法調動學生的學習熱情，不利于學生主動學習，難以培養學生獨立思考的能力。第二，課程內容陳舊。近年來，智能交通領域發展迅猛，相關熱點和案例日新月異，但由于教學教材相對滯后，部分教學內容難以滿足學生的學習需求。第三，考核方式單一，主要以期末考試成績為主。這樣的考核方式不能客觀評價學生對知識的掌握情況，也無法檢測學生的綜合能力。第四，重理論而輕實踐。該課程的實踐性較強，但實訓課時有限，學生在學習過程中往往比較重視基本理論學習，而忽視了實踐應用，導致他們分析問題、解決問題的能力有所欠缺。因此，高職院校應借助“雨課堂”和VISSIM仿真軟件，將理論知識和實踐操作有機結合，探索新的混合式教學模式，以有效解決教學問題。

基于“雨課堂”的混合式教學模式設計

本文借鑒黃榮懷混合式學習模式設計框架，秉承以“學生為中心”的教育理念，利用“雨課堂”將線上、線下的教與學進行有機結合，在課前、課中、課后的每一環節了解學生的學習情況，設計針對性的教學方案，使學生在教師的引導、啟發、督促下，充分發揮主體作用，以滿足學生多元化、個性化的發展需求。基于“雨課堂”的“交通工程與ITS”課程混合式教學模式建構是在前端分析（學習者分析、學習目標分析、學習內容分析）的基礎上，以“雨課堂”為移動平臺，以學生為主體，以為教師引導，設計集“線上線下互動”“課前—課中—課后融通”為一體的教學活動。在學習評價中，綜合了過程性評價和總結性評價，可全面評價學生的學習效果。

應用實踐

為了解利用“雨課堂”開展混合式教學的條件是否已經具備，筆者特編制了調研問卷，對城軌運營專業91名學生開展調查，結果顯示有74.11%的學生認為“雨課堂”能夠提高學習興趣，有96.25%的學生表示使用過“雨課堂”功能，對其各項功能的認可度較高。由此可見，利用“雨課堂”實施混合式教學的條件已經具備。

1.教學內容設計

“交通工程與ITS”作為專業拓展課，共計68學時，其內容既有交通工程領域的基本知識、智能交通系統的前沿理論，又有實際工程應用中分析問題和解決問題的方法，涉及內容多，知識點分散，對于高職學生來說有一定難度。因此，教學內容的提煉和教學模式及方法的選取就尤為重要。筆者將本門課程的第三章“交通調查與分析”作為教學案例，用基于“雨課堂”的混合式教學模式開展教學實踐。

“交通調查與分析”是進行交通流理論分析、交通規劃、交通管理與控制等方面實踐和研究的重要依據，是本門課程實踐教學的重要環節。為了幫助學生掌握交通調查與分析的基本原理，培養學生具備交通資料采集與統計的基本技能，彌補課程實驗教學的不足，筆者在教學設計過程中借助“雨課堂”平臺，通過VISSIM軟件開展課內實訓，不僅增加了教學的趣味性和實踐性，還使學生快速掌握知識點，提高了學生的動手能力。

2.教學活動設計

課前，首先，教師基于“先學后教，以學定教”的思想，結合課程知識點的特點，根據教學計劃與目標，制作課堂講授視頻和PPT課件，并利用“雨課堂”語音功能講解重難點;通過“雨課堂”的在線形式，給學生布置課前學習任務、發布課堂內容知識點思維導圖，并附上預習任務單，為學生的學習提供方向。其次，教師創建微信群，對于課前預習中遇到的問題為學生提供一個交流溝通的平臺。教師整理并分析學生所反饋的問題，為課上總結重難點做好準備。在“雨課堂”的后臺，教師可以根據學生的預習反饋情況進行學情分析，有的放矢地設計課堂教學方案。為幫助學生更加直觀地理解交通量的含義并掌握其調查方法，利用VISSIM構建的交叉口3D仿真運行圖開展課內實訓。教師應在課前完成仿真建模，具體步驟包括：創建路網—基礎數據的設置—創建路徑—輸入交通量—設置沖突區域集—輸入公共交通—加入信號控制。

課中，教師對學生課前預習環節中所反饋的疑難點進行重點講解，不同的教學內容采用差異化的教學手段。如借助VISSIM構建3D交叉口模型，設計一個交叉口調查任務，要求學生獲得此交叉口各進口交通量;引導學生分小組進行課內實驗，利用“雨課堂”的隨機分組功能，把學生分為8組，學生通過分工協作共同完成方案設計、數據采集與分析;最后由各小組組長匯報調查方案、任務分工、調查結果以及存在的問題。各組長匯報時，教師可以打開“彈幕”功能，學生通過彈幕進行實時互動討論，發表觀點、反饋問題，并進行投票評分。為及時了解學生對課堂知識點的掌握及教學目標的完成情況，教師還可以發布課堂練習，要求學生限時答題。

課后，教師根據“雨課堂”的統計數據及學生的課堂表現，給出多元化評價和層級性任務，個性化推送課后拓展任務，引導學生通過小組協作完成相應的拓展訓練。在此過程中，學生在教師引領、啟發下積極參與思考和討論，認真分析問題并努力解決問題，可拓寬學生的知識維度，提高其創新能力。同時，教師要通過平臺的統計數據和學生所反饋的問題分析教學效果，進行教學反思，撰寫教學小結，以不斷提升自身教學能力。

3.學習評價

本研究立足于學生特點和學習基礎，形成了“教師+學生”“過程+總結”“線上+線下”的多元化、立體式考核評價方式。學生的最終成績由期末考試成績和平時表現成績組成，期末考核分為理論知識考核和技能考核，題型分為基礎題和拓展題兩部分。線上考核主要基于“雨課堂”的全周期數據記錄功能，該功能可動態化記錄教與學的每個過程;線下考核以技能考核為主，用教師評價、學生自評、學生互評相結合的共同評價方式對學生進行全面而客觀的評價。

“雨課堂”教學效果分析

1.期末成績分析

為分析“雨課堂”對學習的干預效果，進一步探究其與期末考試成績是否存在相關性，本研究將參與課程學習的91名學生的“雨課堂”線上學習數據，如課題練習得分、觀看PPT的頁數、簽到次數、發彈幕的次數、投稿次數、閱讀公告次數等導入SPSS軟件，通過皮爾遜（Pearson）相關性檢驗可以發現：期末考試成績與課堂練習得分以及觀看PPT頁數在0.005水平（雙側）上，呈顯著相關;與投稿次數在0.01水平（雙側）上，呈顯著相關;而與簽到次數、發彈幕的次數、閱讀公告次數無顯著相關。這表明借助于“雨課堂”平臺，在課前發布PPT課件預習、課中發布隨堂練習、課后布置作業，以及課上投稿互動等方式均可以有效提高學生的學習成績。然而，發彈幕的次數、閱讀公告次數與期末考試成績的相關性分別為0.059和0.061，表明其與期末考試成績均不存在顯著相關。總體來說，“雨課堂”平臺能夠幫助學生加深對課程內容的理解和掌握，相應的考試成績也會有顯著提高。

2.測評量表結果分析

為了解學生使用“雨課堂”平臺進行混合式學習后的態度、滿意度及其效果，本研究編制了《“雨課堂”混合式教學態度測評量表》，以城軌運營1857、1858兩個班的91名學生開展測評，回收有效問卷83份，回收率為91.2%。對有效數據進行統計后可以發現：學生對“對雨課堂的態度”“課程設計和組織”“課堂參與”“學習效果”這四個維度的打分均大于3.0，表明“雨課堂”不僅能使學習內容有良好的表現形式，還能使學生有更好的學習體驗。教師可從學習內容、課程設計和組織、技術方法、參與互動等4個方面促進“交通工程與ITS”課程的教學改革。實踐表明，學生對基于“雨課堂”的混合式教學模式有著較高的接受度與認可度，認為該模式能有效提升學習效果。另外，在課程設計和組織方面，教師仍需根據課程特點、學生特征和客觀教學條件不斷調整和完善，以確保能夠達到更好的教學效果。

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（張萌：陜西交通職業技術學院汽車工程學院）